生土结构房屋的承重土坯墙体抗震性能试验研究

对村镇建筑中使用的生土结构房屋承重土坯墙体的受力及抗震性能进行试验研究,设计了一片土坯墙试件。对试件施加竖向荷载和低周反复水平荷载,研究土坯墙体在地震荷载作用下的破坏过程、破坏形态、滞回曲线和骨架曲线的特征以及墙体的水平承载力和变形能力等。分析影响土坯墙抗震性能的主要因素。研究表明土坯墙体的破坏模式与砖砌体相似,采取一定的抗震构造措施后,土坯墙体也具有较好的承载力和一定的变形能力,可以在设防烈度6度、7度的地区使用。     

配筋砂浆带加固土坯墙体的抗震性能研究与实践

对于土坯墙承重结构,由于材料强度低、变形能力差,房屋抗震性能严重不足,目前是西部农村的主要危房改造对象。为提高土坯墙承重房屋的安全性,采用十形和X形两种配筋砂浆带加固方法对土坯墙体进行加固。通过对3片墙体的水平低周反复加载试验,分析配筋砂浆带用于抗震加固土坯墙片的受力特性与破坏形态,对两种加固效果进行了对比分析。研究结果表明:配筋砂浆带加固方法可以有效提高土坯墙片的抗震性能,采用十形配筋砂浆带加固的土坯墙具有良好的变形能力,采用X形配筋砂浆带加固的土坯墙水平受剪承载力得到大幅提高。配筋砂浆带加固方法在甘肃省农村危房改造工程中的应用实践证明,该方法操作方便,具有良好的经济效益。     

配筋砂浆带加固土坯墙体的抗震性能研究与实践

对于土坯墙承重结构,由于材料强度低、变形能力差,房屋抗震性能严重不足,目前是西部农村的主要危房改造对象。为提高土坯墙承重房屋的安全性,采用十形和X形两种配筋砂浆带加固方法对土坯墙体进行加固。通过对3片墙体的水平低周反复加载试验,分析配筋砂浆带用于抗震加固土坯墙片的受力特性与破坏形态,对两种加固效果进行了对比分析。研究结果表明：配筋砂浆带加固方法可以有效提高土坯墙片的抗震性能,采用十形配筋砂浆带加固的土坯墙具有良好的变形能力,采用X形配筋砂浆带加固的土坯墙水平受剪承载力得到大幅提高。配筋砂浆带加固方法在甘肃省农村危房改造工程中的应用实践证明,该方法操作方便,具有良好的经济效益。     

不同构造措施的加气混凝土砌块墙抗震性能比较

通过对分别设置构造柱和芯柱的整体、开窗洞、开门洞的三类加气混凝土砌块墙进行拟静力抗震试验,比较两种抗震构造措施对墙体抗震性能的影响。研究在水平荷载作用下各墙体的破坏过程,通过试验得到的滞回曲线,讨论各墙体的抗剪承载力、变形性能和耗能能力等性能指标,并分析了不同构造措施下墙体的抗震性能差异。试验表明,在墙体两端设置构造柱墙体的抗震抗剪承载力高(包括开裂荷载和极限荷载),刚度较大;在墙体两端和洞口两侧均设置芯柱的墙体由于洞口处有芯柱约束,后期承载力下降缓慢,有更好的后期变形能力;在耗能方面两者能力相当。     

基于静力弹塑性数值计算的素土坯墙体抗震性能分析

应用有限元弹塑性静力方法,对3种不同厚度素土坯墙的5种不同开洞尺寸进行了数值模拟计算.通过计算分析了素土坯墙的抗侧承载力、裂缝形态、荷载位移曲线、延性以及开洞尺寸对素土坯墙体抗震性能影响的程度,并提出了素土坯墙体的抗侧承载力简化计算公式.同时,对土坯墙体在不同烈度地震作用下的抗震性能进行了评估,提出了针对素土坯墙体的开洞尺寸限制条件.此项研究结果可为村镇传统生土民居的改造及抗震加固提供参考依据.     

构造柱约束的混凝土小砌块墙体抗震性能的试验研究

通过对4片不同构造形式的混凝土小砌块足尺墙片在低周反复荷载作用下的恢复力试验,观测墙体在荷载作用下开裂和破坏的发展过程,研究了不同构造措施和不同结构类型的墙体的破坏形态、钢筋应变及墙体变形能力,得到墙体的开裂荷载和极限荷载。试验表明:墙体的开裂位移非常小,即使墙体能承受较大的水平荷载也很容易开裂;构造柱约束小砌块墙体能有效地提高墙体的承载力和抗震性能,增强变形能力,防止开洞墙体的脆性破坏;加水平钢丝网片和配筋带可以进一步提高墙体的延性。试验还表明墙体在开洞后极限承载力下降较多,需要有相应的加强措施,以提高其延性和抗震能力。     

基于新型构造措施的夯土墙抗震性能试验研究

以农村地区现存的夯土类住宅为研究对象,对传统构造措施加以改进,设计制作3个不同新型构造措施的夯土墙试件及1个不设置任何构造措施的普通夯土墙试件。通过对试件墙体进行低周反复荷载拟静力试验,对比分析墙体水平承载力、变形性能、耗能能力及刚度退化特性等抗震性能。研究结果表明,新型构造措施的设置能够提高夯土墙体整体性,有效限制墙体开裂,改善墙体变形性能,减缓墙体刚度退化,提高墙体水平承载力,增强墙体抗震性能。试验结果尤以采用混凝土构造柱、混凝土圈梁和拉结筋共同设置的新型构造措施为最佳。     

新型复合墙体低周往复荷载作用下抗震性能研究

通过对采取不同抗震措施、竖向正应力、高宽比、内芯强度的6片新型复合墙体模型在低周往复荷载作用下的抗震性能试验,对比研究新型复合墙体在低周往复荷载作用下的破坏模式及受力特点、承载力、滞回特性、耗能、延性、刚度退化等抗震性能。试验结果表明:在水平低周往复荷载作用下,采取约束构造柱的新型复合墙体与普通墙体均具有较好的耗能性能。     

西藏传统生土结构民居分类与加固维修技术研究

通过对西藏自治区开展生土结构民居的调查研究,将现有的生土结构类型进行了分类及特征分析;为了探究生土结构建筑加固后的抗震性能,分别提出土坯墙在卧砌和平砌方式的多种加固措施,针对这些加固措施分别制作试件并进行低周反复荷载试验研究,从试件的开裂、极限、破坏荷载以及位移值对比各加固措施抗震性能上的差别,同时比较卧砌与平砌方式的优劣。研究结果表明:所提出的几种加固措施都能提高土坯墙体的抗震性能;土坯墙采用钢丝网水泥砂浆加固方案较其他方案更好,能够满足西藏8、9度区的抗震要求;平砌土坯墙体比卧砌土坯墙体的抗剪性能更好。     

带芯柱的新型砌体结构抗震墙抗侧力试验研究

前期研究表明,采用销键使混凝土小型空心砌块相互咬合,对于砌体结构可有效提高其抗剪强度,改善其抗震性能。通过对5榀采用不同结构形式、不同竖向荷载作用下的带芯柱的混凝土小型空心砌块墙体进行低周往复侧向加荷试验,对新型墙体和普通墙体的变形、延性和耗能能力进行对比分析,阐述了新型墙体的破坏机理,研究了竖向荷载对新型墙体变形性能的影响,提出了新型墙体的抗震承载力试验公式。试验表明:同等条件下,新型墙体的抗震性能要优于普通墙体。     

带螺栓连接的组合钢板联肢剪力墙抗震性能试验研究

为了研究带螺栓连接的组合钢板联肢剪力墙结构的抗震性能,对1个1∶4缩尺的5层带螺栓连接的组合钢板联肢剪力墙试件进行了恒定轴压力下的水平低周往复加载试验,分析试件在循环荷载作用下的破坏形态、滞回曲线、骨架曲线、刚度退化、耗能能力等,得到结构的受力特征和破坏机理。研究结果表明:剪力墙墙肢以弯曲破坏为主,钢连梁以剪切破坏为主;滞回曲线无明显的捏缩效应;试件的承载力略高于理论承载力;平均延性系数为2.39,破坏时的位移角介于1.88%～1.94%之间;结构体系通过钢连梁的剪切变形和墙肢底部的塑性铰变形来耗散能量,能够明显改善带螺栓连接的组合钢板联肢剪力墙的抗震性能,实现了连梁-墙肢双重设防机制。     

土坯填充墙钢框架抗震性能有限元分析

对一榀钢框架和一榀带土坯填充墙的钢框架进行了ABAQUS有限元分析,得到该体系在低周反复荷载作用下的变形及应力分布情况,并从承载能力、滞回性能、延性、耗能能力等方面与纯钢框架的抗震性能进行对比.结果表明:土坯填充墙钢框架抗侧刚度和承载能力更高,其在墙体开裂前的延性和耗能能力更好,土坯墙退出抗侧工作后,作为主体受力构件的...     

波形钢板-混凝土组合剪力墙抗震性能试验研究

为研究波形钢板-混凝土组合剪力墙的抗震性能,完成了竖向波形钢板-混凝土组合剪力墙、水平波形钢板-混凝土组合剪力墙以及平钢板-混凝土组合剪力墙拟静力试验,研究了波形钢板-混凝土组合剪力墙在低周往复荷载作用下的变形能力和破坏模式,分析了荷载-位移滞回曲线、骨架曲线、各阶段特征荷载和位移值等,以及结构的破坏特征、变形和耗能能力、刚度和承载力退化。试验结果表明：波形钢板-混凝土组合剪力墙具有较大的抗侧刚度、较好的延性和耗能能力;与平钢板-混凝土组合剪力墙相比,波形钢板-混凝土组合剪力墙有较好的界面黏结性能,而平钢板-混凝土剪力墙由钢板变形引起的混凝土剥落严重;波形钢板-混凝土组合剪力墙的初始刚度较平钢板-混凝土组合剪力墙的高,竖向波形钢板-混凝土组合剪力墙的承载力和极限位移较水平波形钢板-混凝土组合剪力墙的高,波形钢板-混凝土组合剪力墙的承载力退化和刚度退化比平钢板-混凝土组合剪力墙的慢,表现出较好的受力性能。采用ABAQUS有限元软件可以较好地模拟试验,有限元分析结果表明,波形钢板的应力分布比较均匀,组合作用效应明显,适合在抗震结构中采用。     

钢管混凝土减震框架与钢管混凝土框架-剪力墙结构的对比试验研究

设计两榀比例为1:4、梁柱构件尺寸相同的试件:一榀为设置新型三重钢管防屈曲支撑的钢管混凝土减震框架,一榀为普通钢管混凝土框架-剪力墙结构。对两个试件进行反复荷载作用下的抗震性能试验,对比分析两种结构的破坏特征、滞回性能、骨架曲线、强度和刚度退化、耗能能力和关键点应变等抗震性能指标。试验结果表明:钢管混凝土减震框架结构具有与钢管混凝土框架-剪力墙结构相当的承载力,并在变形能力、延性和耗能能力等方面均有明显的提高,对刚度退化和强度退化也有明显的缓解,具有更合理的受力性能和破坏机制,新型三重钢管防屈曲支撑起到良好的耗能减震作用,有效地改善钢管混凝土框架的抗震性能。     

钢筋混凝土框架-剪力墙模型结构的拟动力试验研究

为进一步研究框架-剪力墙结构的抗震性能,以某大型火电厂7层7跨钢筋混凝土主厂房纵向框架-剪力墙结构体系的实际工程资料为背景,取几何缩尺比1∶8将原型结构转化为模型结构,分别通过不同地震水平的拟动力试验和伪静力试验对模型结构的开裂、屈服顺序、耗能能力、刚度退化、承载力、延性及变形性能等进行研究,分析了模型结构的破坏机理、受力特点、内力分布规律、结构的薄弱部位和动力反应。试验表明,模型结构的荷载-侧移滞回曲线饱满,耗能能力较好,具有良好的抗震性能,其破坏模式是剪力墙根部先屈服、随后梁端逐次出现塑性铰、最后柱根屈服;剪力墙对结构的承载能力和变形性能有较大影响,框架-剪力墙的协同工作随结构塑性变形的发展而变化。研究结果为此类结构的抗震设计提供了基础。     

卧砌土坯墙体加固抗震性能试验研究

为了提高村镇住宅中既有土坯墙体房屋的抗震性能,提出了采用钢丝网水泥砂浆、木板、木柱木梁及木柱木梁加斜撑等加固措施,该加固措施经济有效、施工方便,符合村镇就地取材的条件。通过对普通卧砌土坯墙体及加固墙片进行抗震性能加固试验,对比分析了各个墙体的破坏形态、承载力、变形、滞回特性、刚度退化及耗能性能,证明了此种加固措施可有效提高土坯墙体的抗震性能。     

双面叠合剪力墙平面外受力性能

为研究带水平接缝的装配整体式双面叠合剪力墙的平面外受力性能,完成了1片双面叠合剪力墙和1片现浇剪力墙足尺试件的平面外静力加载试验和有限元参数分析,对比分析了各试件的破坏形态、荷载-位移曲线、刚度退化特征和水平接缝处竖向连接钢筋的传力性能,提出了双面叠合剪力墙平面外受弯承载力和水平接缝截面受剪承载力的计算方法。结果表明:双面叠合剪力墙与现浇剪力墙试件的破坏形态基本相同,均为平面外弯曲破坏,与现浇剪力墙相比,双面叠合剪力墙试件的初始裂缝出现在底部水平接缝处,随后在墙面出现并逐级向上发展,表现出良好的延性破坏特征; 双面叠合剪力墙试件具有较高的平面外受弯承载力和变形能力,其初始刚度、极限承载力、平面外位移延性系数均大于现浇剪力墙试件; 双面叠合剪力墙试件的有限元计算结果与试验结果吻合良好; 随着轴压比增加,叠合剪力墙平面外承载力明显增加,但延性明显降低; 高厚比越小,叠合剪力墙平面外承载力越高,而对延性则影响不大; 提出的受弯承载力计算结果与试验结果吻合较好,可用于指导工程实践。     

装配式轻钢框架-复合轻墙结构抗震性能试验研究

为适应装配式建筑在村镇低层住宅结构发展的需求,提出了一种装配式轻钢框架-复合轻墙结构。该结构由轻钢框架作为竖向承重体系,单排配筋再生混凝土薄墙板作为抗侧力构件与轻钢框架共同抵抗水平地震作用,再生混凝土薄墙板复合EPS保温模块和粉煤灰砌块层形成保温墙体。通过4个装配式轻钢框架-复合轻墙结构和1个轻钢空框架的低周反复荷载试验,分析了墙板分布钢筋间距和墙体构造形式(是否复合粉煤灰砌块层)对该结构抗震性能的影响。研究结果表明：轻钢框架与单排配筋再生混凝土薄墙板协同工作良好,结构具有明确的两道抗震防线,由于复合EPS保温模块和粉煤灰砌块,实现了抗震节能一体化;减小墙板分布钢筋间距和复合粉煤灰砌块层可显著提高结构承载力和延性。基于JGJ 138—2016《组合结构设计规范》及相关文献,给出了装配式轻钢框架-复合轻墙结构的受剪承载力计算式,计算结果与试验结果符合较好。     

混杂纤维混凝土柱抗震性能试验研究

设计制作了钢-聚丙烯混杂纤维混凝土柱试件,并对其进行低周反复荷载试验以研究其抗震性能。通过分析破坏现象、破坏形态、滞回曲线、骨架曲线、延性、耗能能力、刚度退化等抗震性能指标,探讨纤维种类、纤维体积掺量对试件各抗震性能指标的影响规律。结果表明:钢-聚丙烯混杂纤维的掺入使得试件滞回曲线更加丰满、捏拢现象减缓,骨架曲线延性平台更为明显,达到峰值荷载后,骨架曲线下降更为缓慢、刚度退化趋缓,塑性变形能力和耗能能力相应增加,柱的抗震性能得到提高。在选取的纤维体积掺量中,钢纤维体积掺量为1.5%时试件的抗震性能最优。     

壁挂式冷弯型钢结构双层组合墙体抗震性能试验研究

为研究壁挂式连接冷弯型钢结构中双层组合墙体的抗震性能，对4个足尺双层墙体试件进行了水平低周往复试验，考虑了刚性斜撑、方钢管端柱加强、下部两层墙体抗侧刚度比等因素对墙体抗震性能的影响。结果表明：增设刚性斜撑墙体中V形刚性斜撑与墙面板蒙皮作用同时发挥抗侧作用，提高了墙体的受剪承载力及弹性抗侧刚度，但延性降低；采用方钢管截面端柱可避免端柱发生压屈破坏，其对墙体的抗侧刚度及受剪承载力提高幅度较小，但可以改善墙体的延性及变形性能；当底层与二层墙体抗侧刚度比大于1时，墙体属于弯曲型破坏。建议在多层冷弯薄壁型钢结构住宅抗震设计中，对底层墙体设置刚性斜撑、采用方钢管加强端柱以提高墙体受剪承载力及端柱抗压屈能力。